本发明专利技术涉及一种接地状态检测装置及其检测方法，属于地网状态检测技术领域。该装置包括变频试验电源、试验电极、电极夹角调整装置、温湿度检测模块、信号调理模块、采集模块、微处理器；变频试验电源的输出端与试验电极的输入端相连；信号调理模块将试验电极上的电流信号放大后传输至采集模块；采集模块采集试验电极的电流数据、温湿度检测模块的温湿度数据和变频试验电源的电压数据，将采集到的数据进行模数转化后传输至微处理器，微处理器根据采集模块传来的数据进行分析，得到地网状态。本发明专利技术可针对腐蚀区域或特定腐蚀区域的腐蚀的严重性进行检测，有助于更加精确的实施地网防腐和降阻工作，提升地网精细化管理能力。
A detection device of grounding state and its detection method
【技术实现步骤摘要】
一种接地状态检测装置及其检测方法
本专利技术属于地网状态检测
，具体涉及一种接地状态检测装置及其检测方法。
技术介绍
传统的采用三极法或四极法进行接地状态测试技术，除了通过改变试验源（稳态正弦、变频或冲击波）的方式进行接地状态腐蚀的判别外，无法针对腐蚀发生的区域和严重程度提供更加精确的信息。现有的接地电阻测试方法还有一定随机性，即没有充分考虑不同测试电极所处位置给测试带来的影响，单一依赖阻抗值很难得到与接地网腐蚀状态相关又具备说服力的技术支撑，比如不同电极方向，温湿度影响等，都没有纳入最终数据模型考虑，如果简单的测试土壤情况和温湿度，而没有与测试数据进行良好的关联，那么只能得到非常粗略的结论。所以，为了提高状态检修的精细化管理，提升地网治理的质量，有必要针对腐蚀区域或特定腐蚀区域的腐蚀的严重性进行检测，并结合温湿度和电极方向的影响，提出一套合理、实用的模型，用于高灵敏的开展测试和进行接地状态的分析。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种接地状态检测装置及其检测方法，该装置可针对腐蚀区域或特定腐蚀区域的腐蚀的严重性进行检测，有助于更加精确的实施地网防腐和降阻工作，提升地网精细化管理能力。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种接地状态检测装置，其特征在于，包括变频试验电源、试验电极、电极夹角调整装置、温湿度检测模块、信号调理模块、采集模块、微处理器；变频试验电源的输出端与试验电极的输入端相连；所述的试验电极有多个，每个试验电极上均安装有一个温湿度检测模块；电极夹角调整装置与试验电极相连，用于调整多个试验电极之间的夹角；信号调理模块与试验电极相连，用于将试验电极上的电流信号放大后传输至采集模块；采集模块分别与信号调理模块、温湿度检测模块、变频试验电源相连，用于采集试验电极的电流数据、温湿度检测模块的温湿度数据和变频试验电源的电压数据，将采集到的数据进行模数转化后传输至微处理器；微处理器分别与变频试验电源、采集模块相连，用于控制变频试验电源的工作，还用于根据采集模块传来的数据进行分析，得到地网状态。进一步，优选的是，试验电极有3个，相邻两个试验电极的夹角为45-50°。进一步，优选的是，采集模块为A/D转换器。本专利技术同时提供一种地网状态检测方法，采用上述接地状态检测装置，包括如下步骤：步骤（1），当土壤湿度小于60%，土壤温度小于45℃时，在微处理器控制下，变频试验电源产生数十赫兹到数百千赫兹的电压信号；步骤（2），采集系统采集变频试验电源每一个频率的电压信号和多个试验电极的电流信号，之后，分别计算对应每一个频率信号的多个试验电极的阻抗值，并绘制阻抗频率特性曲线。步骤（3），分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围阻抗峰值不超过规定值，且多个试验电极的阻抗峰特征高度一致，阻抗角峰值小于5度，则认为地网状态健康，不存在腐蚀现象；反之，则存在腐蚀现象。进一步，优选的是，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围阻抗峰值不超过规定值，阻抗角峰值小于5度，多个试验电极的阻抗峰特征高度不一致，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象；分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围多个试验电极的阻抗峰特征高度不一致，部分电极阻抗峰值超过规定值，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象；或阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围多个试验电极的阻抗峰特征轻微不一致，即差异在±5%，且阻抗或阻抗角一致性随着频率增高显著增大趋势，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高或阻抗角最大的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象。进一步，优选的是，还包括通过土壤温度和湿度对阻抗频谱曲线进行校正的方法，步骤如下：当温湿度检测模块测量的土壤湿度平均值大于60%时，需要对阻抗频谱曲线进行校正：（1）计算湿度校正系数，ρr=（ρt-0.6）/ρt，ρt为实测土壤湿度值；计算温度校正系数，Kr=(Kt-25)/Kt，Kt为实测土壤温度值；（2）阻抗频谱的修正方法为：Zc(f)=Zt1(f)*(1-α*ρr+β/Kr+tan(△Φ));Zt1(f)=A+B(f)j,Zt1(f)为对应频率f下实测的阻抗复值，其中A为实部，B为虚部，f为频率值，△Φ=电极之间的夹角Φ-30°。频率小于500Hz，0.8<α<1,β=cos(α)，优选α=0.9；频率大于500Hz，0.4<α<0.8,β=cos(α)，优选α=0.6。进一步，优选的是，变频试验源的试验输出信号的波形包括正弦波、方波和三角波。本专利技术对于电极夹角调整装置的结构没有具体限制，只要能实现对于试验电极角度调整就行。本专利技术所提出的技术方案有利于提高腐蚀检测的精准性、在分析地网健康状态的领域提出了更加实用化的数据修正方法，有利于降低现场人员的经验依赖，提高地网诊断能力的同时也可为精准化地网治理提供技术依据。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利采用了多电极结构，解决了地网状态测试的精密度问题，不仅提供了地网健康状态检测手段，还为地网治理提供了更加精准的状态信息，该解决方案有助于更加精确的实施地网防腐和降阻工作，提升地网精细化管理能力。比如通过传统的接地电阻测试在工频值下为8欧姆，规定在工频条件下的数据为10欧姆。尽管接地电阻在工频范围是合格的，但是8欧姆就无法反映地网是否存在腐蚀，比如腐蚀程度较低时，对整体电阻的贡献率是非常小的，导致总的接地电阻无法很真实的反映出地网健康状态。当雷击信号过来时，可能因地表腐蚀的作用产生较强的自感效应，抬高接地电阻（比如200欧姆），这时接地电阻已经严重超量，会直接影响线路的安全。另外，传统的现场检测一般不考虑环境温湿度，即使测试了温湿度数据，也没有更好的对测试电阻值进行修正，原因如下：（1）地网地表情况差异较大，可能温湿度也是不恒定、不均匀的，采用单电极的方式或单一注入电流的方式，获得的数据依旧不够全面的代表地网状态。（2）如果移动注入电极，又没有很精确的参考手段(比如测试的变频源重复性会影响测试结果，即使同一位置采用相同的试验频率和功率，都会存在数据波动，如果移动了测试电极的方位重新测试，则试验源的改变和位置的改变都增加了不确定性)，指示或测量出移动电极的角度值是多少，该角度对测试结果的影响依旧还处于模糊分析的范畴，很大程度仅用于粗略的分析是否改变角度对接地电阻有影响，影响的程度与地网的关联是来源于仪器本身、土壤条件改变等就没有明确的开展相关研究。本专利针对以上问题，设计了辐射状，可调整角度的三电极方式，能够同步的观测到同一测试源、测试频率条件下的地网接地阻抗状态，并结合了阻抗模值和阻抗角的分析，有效的提升了地网健康状态的测试和分析能力，结合阻抗曲线的对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种接地状态检测装置，其特征在于，包括变频试验电源（1）、试验电极（2）、电极夹角调整装置（3）、温湿度检测模块（4）、信号调理模块（5）、采集模块（6）、微处理器（7）；/n变频试验电源（1）的输出端与试验电极（2）的输入端相连；/n所述的试验电极（2）有多个，每个试验电极（2）上均安装有一个温湿度检测模块（4）；/n电极夹角调整装置（3）与试验电极（2）相连，用于调整多个试验电极（2）之间的夹角；/n信号调理模块（5）与试验电极（2）相连，用于将试验电极（2）上的电流信号放大后传输至采集模块（6）；/n采集模块（6）分别与信号调理模块（5）、温湿度检测模块（4）、变频试验电源（1）相连，用于采集试验电极（2）的电流数据、温湿度检测模块（4）的温湿度数据和变频试验电源（1）的电压数据，将采集到的数据进行模数转化后传输至微处理器（7）；/n微处理器（7）分别与变频试验电源（1）、采集模块（6）相连，用于控制变频试验电源（1）的工作，还用于根据采集模块（6）传来的数据进行分析，得到地网状态。/n
【技术特征摘要】
1.一种接地状态检测装置，其特征在于，包括变频试验电源（1）、试验电极（2）、电极夹角调整装置（3）、温湿度检测模块（4）、信号调理模块（5）、采集模块（6）、微处理器（7）；
变频试验电源（1）的输出端与试验电极（2）的输入端相连；
所述的试验电极（2）有多个，每个试验电极（2）上均安装有一个温湿度检测模块（4）；
电极夹角调整装置（3）与试验电极（2）相连，用于调整多个试验电极（2）之间的夹角；
信号调理模块（5）与试验电极（2）相连，用于将试验电极（2）上的电流信号放大后传输至采集模块（6）；
采集模块（6）分别与信号调理模块（5）、温湿度检测模块（4）、变频试验电源（1）相连，用于采集试验电极（2）的电流数据、温湿度检测模块（4）的温湿度数据和变频试验电源（1）的电压数据，将采集到的数据进行模数转化后传输至微处理器（7）；
微处理器（7）分别与变频试验电源（1）、采集模块（6）相连，用于控制变频试验电源（1）的工作，还用于根据采集模块（6）传来的数据进行分析，得到地网状态。
2.根据权利要求1所述的接地状态检测装置，其特征在于，试验电极（2）有3个，相邻两个试验电极（2）的夹角为45-50°。
3.根据权利要求1所述的接地状态检测装置，其特征在于，采集模块（6）为A/D转换器。
4.一种地网状态检测方法，采用权利要求1~3任意一项所述的接地状态检测装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），当土壤湿度小于60%，土壤温度小于45℃时，在微处理器控制下，变频试验电源产生数十赫兹到数百千赫兹的电压信号；
步骤（2），采集系统采集变频试验电源每一个频率的电压信号和多个试验电极的电流信号，之后，分别计算对应每一个频率信号的多个试验电极的阻抗值，并绘制阻抗频率特性曲线。
步骤（3），分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围阻抗峰值不超过规定值，且多个试验电极的阻抗峰特征高度一致，阻抗角峰值小...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚建，梁红霞，周东涛，茶燚虎，赵杰，李猛生，罗一秋，朱知成，余恒凯，陈国辉，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司西双版纳供电局，
类型：发明
国别省市：云南;53
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